Proteoglykane und Glykoproteine

Proteoglykane beeinflussen physikalische Eigenschaften von Bindegeweben wie Turgor, Widerstandsfähigkeit und Kompressionsresistenz, während Glykoproteine wie Fibronektin und Tenascin an der Zell-Matrix-Adhäsion beteiligt sind und hauptsächlich durch diesen Mechanismus Auswirkungen auf das Zellverhalten haben. Proteoglykane beeinflussen auch die zelluläre Aktivität, jedoch durch eine Vielzahl von Mechanismen, einschließlich der positiven und negativen Modulation der Wachstumsfaktoraktivität., Die Morphologie der Kollagenfibrillen und ihre Organisation werden zutiefst von der Art und Menge der im Bindegewebe vorhandenen Proteoglykane beeinflusst.

Proteoglykane bestehen aus einer oder mehreren Glykosaminoglykanketten, die lineare Polymere anionischer Disaccharide sind, die kovalent an einen Proteinkern gebunden sind. In den häufigsten Glykosaminoglykanen (Dermatansulfat, Chondroitinsulfat, Heparansulfat und Hyaluronsäure) ist eine Einheit des sich wiederholenden Disaccharids eine Uronsäure., Frühe chemische Analysen von hypertrophen Narben zeigten erhöhte Konzentrationen von Uronsäure (und damit Glykosaminoglykanen).15 Da es die anionischen Polysaccharid-Glykosaminoglycanketten sind, die hauptsächlich für die Wasserhaltekapazität von Bindegeweben verantwortlich sind, 16 ist es nicht verwunderlich, dass hypertrophe Narben im Vergleich zu normalen Dermis oder reifen Narben hyperhydratisiert sind. Der 2,4-fache Anstieg des Glykosaminoglykangehalts (und vermutlich des osmotischen Drucks) ist jedoch im Verhältnis zum 12% igen Anstieg des Wassergehalts unverhältnismäßig hoch.,1 Da die Kollagenfasern normalerweise die Schwellung des Bindegewebes einschränken, kann vorgeschlagen werden, dass die hohe Konzentration von Glykosaminoglykanen in hypertrophen Narben für ihren verstärkten Turgor verantwortlich ist.

Nach ersten Analysen des Gesamtglykosaminoglykangehalts in hypertrophen Narben wurde berichtet, dass die Knotenbereiche praktisch frei von Dermatansulfat (dem Hauptglykosaminoglykan in normaler Dermis) waren und stattdessen Chondroitinsulfat enthielten, das normalerweise nur eine untergeordnete Komponente ist.,17 Die entsprechenden Veränderungen der Proteoglykane wurden in jüngerer Zeit definiert, als berichtet wurde, dass hypertrophe Narben im Durchschnitt nur 25% der Menge des kleinen Dermatansulfats Proteoglycansulfat enthalten (das Hauptproteoglycan in normaler Dermis) und 6-fach höhere Konzentrationen eines großen Proteoglycans, das Versican ähnelt.1 Dieses letztere Proteoglycan, das 12-30 Chondroitinsulfatketten trägt, ist normalerweise nur in der proliferierenden Zone der Epidermis und in Verbindung mit Elastin in der Dermis vorhanden.,18 Decorin und Versican zeigen, wie durch Immunhistochemie nachgewiesen,eine auffallend inverse Verteilung in den Knötchen 19 und erklären so die früheren Beobachtungen zur Verteilung der Glykosaminoglykane: Dermatan und Chondroitinsulfate.

Decorin ist an der Regulation der Kollagenfibrillenbildung und an der Organisation von Fibrillen zu Fasern und Faserbündeln beteiligt.20,21 Bei der Decorin-Null-Maus wurden Kollagenfibrillen mit variablem Durchmesser und unregelmäßigem Umriss gefunden.,22 Dieses letztere Merkmal wurde früher für die Kollagenfibrillen in den Knötchen hypertropher Narben beschrieben und kann durch das virtuelle Fehlen des Decorins erklärt werden, das normalerweise die Fibrillenoberfläche definiert und begrenzt. Ein zweites kleines Proteoglycan, Biglycan, das in geringeren Mengen als Decorin in normaler Dermis vorhanden ist, findet sich in erhöhten Konzentrationen bei hypertrophen Narben nach dem Brennen.,1,19 In den meisten Bindegeweben findet sich Biglycan in der Nähe der Zelloberfläche23, aber in hypertrophen Narben ist es mit dem Kollagen in der extrazellulären Matrix assoziiert, 19 möglicherweise, weil es wenig Decorin gibt, um mit der begrenzten Anzahl von Proteoglycankernproteinbindungsstellen auf den Kollagenfibrillen zu konkurrieren.24

Die Unterschiede in Proteoglycan-Anteilen und-verteilungen zwischen normaler Dermis und hypertrophen Narben können grundsätzlich entweder auf eine veränderte Biosynthese oder auf einen veränderten Abbau zurückzuführen sein., Es gibt Hinweise auf den früheren Mechanismus, da aus post-hypertrophen Narben kultivierte Fibroblasten weniger Decorin-mRNA enthalten und weniger des Proteins synthetisieren als normale Fibroblasten.25 Durch In-situ-Hybridisierung wurde gezeigt, dass es relativ wenige Zellen gibt, die mRNA für Decorin exprimieren, um Verbrennungsnarben bis etwa 12 Monate nach der Verletzung zu heilen.,Überraschenderweise gab es bei Fibroblasten, die aus hypertrophen Narben kultiviert wurden, keine Unterschiede im Inhalt von mRNAs für Versican oder Biglycan, was darauf hindeutet, dass andere Faktoren wie die Umwandlung von Wachstumsfaktor-β (siehe unten) das Fibroblastenverhalten beeinflussten und für die erhöhten Mengen dieser beiden Proteoglykane in den Narben verantwortlich waren.25

Wenn hypertrophe Narben reifen, werden die Kollagenfibrillen gröber und besser organisiert und es kommt zu einem Anstieg des immunhistochemisch nachweisbaren Decorins (Abbildung 47.3)., Etwa 12 Monate nach der Verletzung,einer Zeit, in der sich viele Narben spontan aufzulösen beginnen, nimmt die Anzahl der Zellen, die Decorin exprimieren, stark zu, was darauf hindeutet, dass dieses Proteoglycan eine aktive Rolle bei der Auflösung spielen kann.26 Reife Narben zeigen Inhalte von Kollagen, Proteoglykanen und Wasser, die von denen in der normalen Dermis nicht zu unterscheiden sind.1

Die Ergebnisse früher chemischer Analysen des Hexose-und Sialinsäuregehalts15 zeigten, dass hypertrophe Narben erhöhte Konzentrationen von Glykoproteinen enthielten, von denen zumindest ein Teil Fibronektin ist.,28 Dieses extrazelluläre Matrixmakromolekül hat Auswirkungen auf die Zellanhaftung und-aktivität (überprüft in Hynes29), die für die Entwicklung und Organisation hypertropher Narben wichtig sein könnten, aber seine Rolle scheint nicht direkt untersucht worden zu sein.